简介:


2016年8月份,shlomi-noach在GitHub Engineering发文宣布gh-ost开源。gh-ost是什么?一个不依赖触发器实现的在线表结构变更工具.

对于数据库运维人员来说,MySQL的大表表结构变更一直都是个麻烦事,为了尽量不影响业务,业内常用的解决方案无外乎三种,一是利用Percona的pt-online-schema-change,Facebook的OSC等三方工具,二是在备库修改通过切换实现滚动变更,三则是升级MySQL到5.6/5.7通过官方Online DDL实现部分变更。然而,引入触发器带来的锁竞争问题,主备切换带来的附加成本以及Online DDL的局限性都不让DBA省心。

gh-ost的设计号称无触发器,可监控,可动态调整暂停等,更重要的是切换方案的优秀设计。下面就介绍下其实现原理和cut-over(新旧表切换)的详细过程。

原理:


gh-ost不依赖于触发器,是因为他是通过模拟从库,在row binlog中获取增量变更,再异步应用到ghost表的。

官方架构图如下:

<该图摘自gh-ost>

图中描述了两种功能模式:

1.连接主库直接修改

  • 直连主库
  • 主库上创建ghost表
  • 新表(ghost表)上直接alter修改表结构
  • 迁移原表数据到新表
  • 拉取解析binlog事件,应用到新表
  • cut-over阶段,用新表替换掉原表

    2.连接从库间接应用到主库

  • 连接从库
  • 校验完后,在主库创建新表
  • 迁移原表数据到新表
  • 模拟从库的从库,拉取解析增量binlog应用到主库
  • cut-over阶段,用新表替换掉原表

两者不同的点就在于,通过连接从库来进行变更,对主库的性能影响最小

变更流程:


以直连主库修改为例,详细介绍gh-ost做了哪些操作:

1.模式:

  • 根据参数配置可选三种变更模式
  • 除了直连主库和连接从库以外,还有连接从库做变更测试

2.校验:

  • 测试db是否可连通,并且验证database是否存在
  • 确认连接实例是否正确
  • 权限验证 show / gh-ost / grants for current_user()
  • binlog验证,包括row格式验证和修改binlog格式后的重启replicate
  • 原表存储引擎,外键,触发器检查,行数预估等

3.初始化:

  • 初始化stream的连接,添加binlog的监听
  • 初始化applier连接,创建ghosttable和changelogtable
  • 判断是否符合迁移条件,写入结果到tablesInPlace channel

    4.迁移:

迁移过程中,row copy和binlog apply是同时进行,其中原则是binlog apply的优先级一定大于row copy操作的优先级。

5.状态展示:

 Copy: 9451000/10000060 94.5%; Applied: 31; Backlog: 0/100; Time: 8m26s(total), 8m26s(copy); streamer: mysql-bin.000040:68321839; ETA: 29s 

6.cut-over:

  • 尝试lock原表
  • 成功后,进行rename原子性操作,被block住
  • unlock原表,rename完成切换
  • 后续中间表清理工作

迁移和切换的细节实现:


关于gh-ost的实现,这里只挑了rowcopy和binlog apply的顺序问题和rename过程做了详细解析。

数据迁移过程

在数据迁移的过程中,数据变量有三个,暂且分为,A:来自原表的rowcopy,B:binlog的apply,C:对原表的dml操作。

C操作会记录binglog从而触发B操作,所以B操作一定在C操作的后面,因此一般情况下,会有ACB,CBA两种组合,同时特殊情况如binlog apply延迟,则会有CAB这种组合。

分析三种组合之前要先了解gh-ost在sql改写方面是如何映射的:

RowCopy 原表操作 新表操作
  select insert ignore into
BinlogApply 原表操作 新表操作
  insert replace into
  update update 新表(全行更新)
  delete delete

在上述原则的基础上,我们再来逐个分析不同顺序组合的影响:

1.insert 操作

binlog是最权威的,gh-ost的原则是以binlog优先,所以无论任何顺序下,数据都是和binlog保持一致,如果rowcopy在后,会insert ignore,如果binlog apply在后会replace into掉。

2.update/delete 操作

一般情况下:

ACB组合,即对已经rowcopy过的数据,出现对原表的update/delete操作。这时候会全部通过binlog apply执行,注意binlog apply的update是对某一条记录的全部列覆盖更新,所以不会有累加的问题。

CBA组合,即对尚未迁移的数据,出现对原表的update/delete操作。这时候对新表的binlog apply会是空操作,具体数据由rowcopy迁移。

特殊情况下:

CAB组合,即先对原表更新完以后,rowcopy在binlog apply之前把数据迁移了过去,而在binlog event过来以后,会再次应用,这里有问题?其实结合gh-ost的binlog aplly的sql映射规则,insert操作会被replace重新替换掉,update 会更新对应记录全部行,delete 会是空操作。最终数据还是一致的状态。

cut-over过程:

在pt-osc或者online ddl中,最后的rename操作一般是耗时比较短,但如果表结构变更过程中,有大查询进来,那么在rename操作的时候,会触发MDL锁的等待,如果在高峰期,这就是个严重的问题。所以gh-ost是怎么做的呢?

gh-ost利用了MySQL的一个特性,就是原子性的rename请求,在所有被blocked的请求中,优先级永远是最高的。gh-ost基于此设计了该方案:一个连接对原表加锁,另启一个连接尝试rename操作,此时会被阻塞住,当释放lock的时候,rename会首先被执行,其他被阻塞的请求会继续应用到新表。

migrator.go:iterateChunks() 函数来确定何时开始cut-over

具体切换流程如下:

START

  1. 会话A

    1. CREATE table tbl_old

    防止rename过早执行

    1. LOCK TABLES tbl WRITE, tbl_old WRITE

    通过lock_wait_timeout设置为2s控制超时,超时失败会重试次数为配置default-retries,默认60次

  2. 新的请求进来,关于原表的请求被blocked
  3. RENAME TABLE tbl TO tbl_old, ghost TO tbl , 同样被blocked
  4. 新的请求进来,关于原表的请求被blocked
  5. 检查是否有blocked 的RENAME请求,通过show processlist
  6. 会话A: DROP TABLE tbl_old
  7. 会话A: UNLOCK TABLES
  8. RENAME SUCCESS

END

不同阶段失败后如何处理:

  • 如果第一步失败,退出程序
  • 如果会话A建表成功,加锁失败,退出程序,未加锁
  • rename请求来的时候,会话A死掉,lock会自动释放,同时因为tbl_old的存在rename也会失败,所有请求恢复正常
  • rename被blocked的时候,会话A死掉,lock会自动释放,同样因为tbl_old的存在,rename会失败,所有请求恢复正常
  • rename死掉,gh-ost会捕获不到rename,会话A继续运行,释放lock,所有请求恢复正常

gh-ost:不一样的在线表结构变更的更多相关文章

  1. lvarchar类型对表结构变更影响

    informix中lvarchar类型设计用于存储中度长度的字符数据(短的常用varchar类型.特别长的字符可用text类型).其默认长度2048byte,最大长度32739byte,是一种可变长度 ...

  2. MySQL表结构变更,不可不知的Metadata Lock

    在线上进行DDL操作时,相对于其可能带来的系统负载,其实,我们最担心的还是MDL其可能导致的阻塞问题. 一旦DDL操作因获取不到MDL被阻塞,后续其它针对该表的其它操作都会被阻塞.典型如下,如阻塞稍久 ...

  3. 表结构变更后出现的ERROR OGG-01161 Bad column index (88)

    2014-07-31 09:38:31 ERROR OGG-01668 PROCESS ABENDING. 2014-07-31 09:38:31 ERROR OGG-01161 Bad column ...

  4. java9新特性-11-String存储结构变更

    1. 官方Feature JEP254: Compact Strings 2. 产生背景 Motivation The current implementation of the String cla ...

  5. mariadb ROW格式复制下从库结构变更引发1677错误

    stop slave;set global slave_type_conversions=ALL_LOSSY;start slave; 详细度娘slave_type_conversions的参数说明

  6. Facebook 宣布开源Python重写后的OnlineSchemaChange

    本文会简要介绍,OnlineSchemaChange在经历从PHP到Python重写后的改进和变化 文章欢迎转载,但转载时请保留本段文字,并置于文章的顶部 作者:卢钧轶(cenalulu) 本文原文地 ...

  7. MySQL在线DDL gh-ost 使用说明

    背景: 作为一个DBA,大表的DDL的变更大部分都是使用Percona的pt-online-schema-change,本文说明下另一种工具gh-ost的使用:不依赖于触发器,是因为他是通过模拟从库, ...

  8. MySQL5.5升级到5.6

    5.6的新的特性 .支持GTIDs,Failover.多线程复制. 新增binlog_row_image只记录row格式下所用字段的修改(而不是像以前一样记录全部列),节省空间等资源: master. ...

  9. 跟随一条insert语句, 进入TiDB的源码世界(上)

    TiDB是Google F1的开源实现: TiDB实现了基于mvcc的乐观锁,在线表结构变更,基于时间戳的数据线性一致性,等等: 为了可靠性,TiDB和Oracle一样,维护了百万级别的自动化测试用例 ...

随机推荐

  1. 【代码审计】XYHCMS V3.5任意文件读取漏洞分析

      0x00 环境准备 XYHCMS官网:http://www.xyhcms.com/ 网站源码版本:XYHCMS V3.5(2017-12-04 更新) 程序源码下载:http://www.xyhc ...

  2. iOS - DNS劫持

    ******科普** 1.DNS劫持的危害 不知道大家有没有发现这样一个现象,在打开一些网页的时候会弹出一些与所浏览网页不相关的内容比如这样奇(se)怪(qing)的东西 图一   或者这样 图二   ...

  3. android高级---->Handler的原理

    andriod提供了Handler来满足线程间的通信,上次在更新UI的时候也提到过Handler的使用,关于Handler的基本使用,参见博客(android基础---->子线程更新UI).今天 ...

  4. elastaicsearch基础----->elastaicsearch的使用(一)

    这里面我们总结一下es的一些基础使用. es的基础用法 一.es索引的创建 在postman中,请求url地址:192.168.1.112:9200/user.请求方式:PUT.请求内容如下: { & ...

  5. 浅谈webpack4.0 性能优化(转)

    前言:在现实项目中,我们可能很少需要从头开始去配置一个webpack 项目,特别是webpack4.0发布以后,零配置启动一个项目成为一种标配.正因为零配置的webpack对项目本身提供的“打包”和“ ...

  6. 【黑金原创教程】【FPGA那些事儿-驱动篇I 】实验三:按键模块② — 点击与长点击

    实验三:按键模块② - 点击与长点击 实验二我们学过按键功能模块的基础内容,其中我们知道按键功能模块有如下操作: l 电平变化检测: l 过滤抖动: l 产生有效按键. 实验三我们也会z执行同样的事情 ...

  7. C# 数组转json

    ////////试题信息///////////////// // 已知 // h.d两个数组分别表示表头和内容 // 要求 // 编写函数一:rs2Array // 返回一个数组,每一项为一个对象. ...

  8. redis(三)--用Redis作为Mysql数据库的缓存

    把MySQL结果集缓存到Redis的字符串或哈希结构中以后,我们面临一个新的问题,即如何为这些字符串或哈希命名,也就是如何确定它们的键.因为这些数据结构所对应的行都属于某个结果集,假如可以找到一种唯一 ...

  9. Struts2常用标签总结(申明:来源于网络)

    Struts2常用标签总结(申明:来源于网络) 地址:http://jimingsong.iteye.com/blog/1582939

  10. 排查 docker flow proxy 的 503 问题

    这是今天我们在开发环境下 docker swarm 集群上遇到的问题,在这篇博文中记录一下排查过程. 先登录到应用容器内检查一下其中运行的站点是否能正常访问: # docker exec -it 02 ...